KR101507524B1 - 항공기용 이동형 제습장치 - Google Patents

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dehumidified
dehumidification
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주식회사 미르텍
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Abstract

본 발명에 따른 항공기용 이동형 제습장치는, 외부공기가 유입되는 제1공기유입구와, 상기 제1공기유입구로 유입된 공기 중의 수분을 흡착시켜 제습을 수행하는 제습로터와, 상기 제습로터에 의해 제습된 공기를 제습대상에 배출하는 제1공기배출구를 포함하는 제습부, 상기 제습로터에 흡착된 수분을 건조시키는 건조부 및 상기 제습로터와 상기 제1공기배출구 사이에 구비되어, 상기 제습로터에 의해 제습된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 열전소자와 히트파이프를 포함하는 열교환부를 포함한다.

Description

항공기용 이동형 제습장치{Movable Dehumidification Apparatus for Aircraft}
본 발명은 항공기용 이동형 제습장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제습된 공기를 무냉매로 냉각시켜 공급하는 열교환부를 포함하는 항공기용 이동형 제습장치에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 군용 시설 및 군용 장비는 긴급 상황에도 차질 없는 운용이 가능하여야 한다. 이와 같은 군용 시설 및 군용 장비 중 수송기, 전투기 등과 같은 군용 항공기의 경우, 일반적으로 안전 상의 문제로 인해 제습 및 냉방 기능을 보유하고 있지 않은 경우가 대부분이다.
또한 상기와 같은 군용 항공기를 조종하는 조종사는 안전을 위해 파일롯 슈트를 착용하게 되며, 상기 파일롯 슈트는 두께가 두꺼워 조종사는 더위 및 불쾌감을 느끼게 된다.
따라서 이와 같은 불편함을 개선하기 위해, 조종석 내의 공기를 제습 및 냉방하여 일정 습도 이하의 환경을 조성할 필요가 있다. 더불어 군용 항공기의 내부 부품 및 각종 기계장치들이 습도에 의해 부식되거나 손상되는 경우가 많아, 조종석과 더불어 군용 항공기 내부의 제습을 수행할 필요성이 더욱 커지고 있다.
이를 위해 별도의 제습기 또는 냉방기를 이용하여 조종석 및 군용 항공기 내부에 공기를 공급하는 방법을 생각해 볼 수 있으나, 일반적인 제습기 또는 냉방기는 냉매를 이용하기 때문에 군용 항공기에 적용할 수가 없는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-0240593호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 냉매를 사용하지 않고 군용 항공기의 조종석 및 내부를 제습 및 냉방할 수 있는 항공기용 이동형 제습장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 항공기용 이동형 제습장치는, 외부공기가 유입되는 제1공기유입구와, 상기 제1공기유입구로 유입된 공기 중의 수분을 흡착시켜 제습을 수행하는 제습로터와, 상기 제습로터에 의해 제습된 공기를 제습대상에 배출하는 제1공기배출구를 포함하는 제습부, 상기 제습로터에 흡착된 수분을 건조시키는 건조부 및 상기 제습로터와 상기 제1공기배출구 사이에 구비되어, 상기 제습로터에 의해 제습된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 열전소자와 히트파이프를 포함하는 열교환부를 포함한다.
그리고 상기 열전소자의 일면에는 상기 히트파이프의 적어도 일부가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.
또한 상기 열전소자는 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 열전소자에 형성된 삽입홈은 서로 연결되어 상기 히트파이프의 길이에 대응되도록 형성될 수 있다.
그리고 상기 열교환부는, 상기 열전소자의 타면에 구비되어 상기 히트파이프 및 상기 열전소자로부터 냉기를 전달받는 방열판을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 방열판은 서로 이격 배치된 복수 개의 방열핀을 포함하며, 상기 제습부에 의해 제습된 공기는 상기 방열핀 사이를 통과하며 열교환될 수 있다.
그리고 상기 히트파이프, 상기 열전소자 및 상기 방열판은 하나의 단위세트를 구성하며, 상기 열교환부는 한 쌍의 단위세트를 포함하고, 상기 한 쌍의 단위세트는 서로의 방열판 간이 서로 접촉되도록 대칭적으로 구비될 수 있다.
또한 상기 히트파이프는 복수 개가 구비되며, 상기 열교환부는 상기 복수의 히트파이프 내를 유동하는 유체를 순환시키는 순환파이프를 포함하고, 상기 히트파이프의 일측에는, 상기 복수의 히트파이프 간을 연통시키는 제1연결부재가 구비되며, 상기 히트파이프의 타측에는, 상기 순환파이프와 상기 복수의 히트파이프 간을 연통시키는 제2연결부재가 구비될 수 있다.
그리고 상기 열교환부는 상기 순환파이프의 경로에 구비되어 유체의 흐름을 제어하는 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 건조부는, 외부공기가 유입되는 제2공기유입구, 상기 제2공기유입구로 유입된 공기를 가열하는 히터, 상기 제2공기유입구로 유입된 공기를 상기 제습로터에 송풍하는 송풍팬 및 상기 제습로터를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제2공기배출구를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 항공기용 이동형 제습장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 냉매를 사용하지 않으면서도 제습 및 냉각된 공기를 공급할 수 있으므로, 항공기에 문제 없이 적용이 가능하다는 장점이 있다.
둘째, 제습된 공기의 냉각 방식이 매우 효율적이므로 짧은 시간에 저온의 저습한 공기를 공급할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 전력 소비가 적으며, 소형화가 가능하여 운반성이 뛰어난 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치를 이용하여 항공기에 제습된 공기를 공급하는 모습을 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치의 구조를 나타낸 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치에 있어서, 제습부에 의해 제습이 수행되는 과정을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치에 있어서, 열교환부의 구조를 나타낸 사시도; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치에 있어서, 히트파이프의 유체 순환 구조를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치(100)를 이용하여 항공기(10)에 제습된 공기를 공급하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치(100)는 이동형으로 제작되어, 항공기(10)에 제습 및 냉각된 공기를 공급할 수 있다. 이때 본 실시예의 경우 상기 제습장치(100)를 이동시키기 위해 바퀴가 구비된 별도의 운반기를 이용하였으나, 이와 달리 상기 제습장치(100) 자체에 바퀴가 구비되어 이동이 가능하도록 할 수도 있음은 물론이다.
또한 상기 제습장치(100)에 의해 제습 및 냉각된 공기는 항공기(10)에 형성된 다양한 (12)유격 중 어느 하나 이상에 연결호스(102)를 연결하여 공급할 수 있다. 이에 따라 항공기(10)의 조종석 및 기계장치가 구비된 내부 공간을 쾌적한 환경으로 조성할 수 있게 된다.
이하에서는 이와 같은 본 발명의 항공기용 이동형 제습장치(100)의 구체적인 구조에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치(100)의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치(100)는 제습부와, 건조부와, 열교환부(200)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제습부는 제1공기유입구(130)와, 제습로터(120)와, 제1공기배출구(140)를 포함한다. 또한 본 실시예의 경우, 상기 제습부는 공급팬(132)을 더 포함하는 것으로 하였다.
상기 제1공기유입구(130)는 상기 제습장치(100)의 프레임(110) 일측에 형성되며, 외부공기가 유입되는 구성요소이다. 이와 같이 유입된 외부공기는 공급팬(132)에 의해 제습로터(120) 측으로 전달된다.
상기 제습로터(120)는 상기 공급팬(132)에 의해 전달된 외부공기 중의 수분을 흡착시켜 제습을 수행하며, 자세한 제습 메커니즘에 대해서는 후술하도록 한다.
상기 제1공기배출구(140)는 상기 제습로터(120)에 의해 제습된 공기를 제습대상에 배출한다. 본 실시예의 경우 상기 제습대상은 항공기이며, 상기 제1공기배출구(140) 역시 프레임(110)의 일측에 형성되고, 전술한 연결호스와 연결될 수 있다.
상기 건조부는 상기 제습로터(120)에 흡착된 수분을 건조시키는 구성요소로서, 본 실시예의 경우 제2공기유입구(150)와, 히터(156)와, 송풍팬(156)과, 필터(154)를 포함한다.
상기 제2공기유입구(150)는 프레임(110)의 일측에 형성되어 외부공기를 유입시키며, 상기 송풍팬(156)은 이와 같이 유입된 공기를 제습로터(120) 측으로 송풍하게 된다. 이 과정에서 송풍되는 공기는 히터(16)에 의해 가열되어, 건조 효과를 증대시킬 수 있도록 하였다. 그리고 상기 제습로터(120)를 통과한 공기는, 제2공기배출구(160)를 통해 외부로 배출된다.
또한 본 실시예의 경우 상기 건조부는 공기의 유동 경로 상에 형성된 필터(154)를 포함하며, 상기 필터(154)는 제습로터(120)로 송풍되는 공기를 정화시킬 수 있도록 할 수 있다.
상기 열교환부(200)는 상기 제습로터(120)와 상기 제1공기배출구(140) 사이에 구비되어, 상기 제습로터(120)에 의해 제습된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 열전소자와 히트파이프를 포함한다. 상기 열교환부(200)에 대한 자세한 구조는 후술하도록 한다.
한편 본 실시예의 경우 상기 제습장치(100)에는 사용자가 각부를 제어할 수 있도록 하는 컨트롤러(170)가 더 구비될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제습 메커니즘에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치에 있어서, 제습부에 의해 제습이 수행되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제습로터(120)는 연결벨트에 의해 모터(122)와 연결되어 회전 가능하게 구비된다.
그리고 본 실시예에서 상기 제습로터(120)는 세라믹 섬유질의 평면지와 파형지를 번갈아 감아 올린 형태를 가지고, 내부에는 실리카겔 등의 제습부재가 수용되거나 코팅된다. 따라서 제습로터(120)를 통과하는 공기에 함유된 물분자는 제습로터(120)의 표면에 흡착될 수 있다.
또한 본 실시예에서 제습로터(120)의 표면은 90도의 각도로 구부러진 구획부재에 의해 제습영역(120b)과 재생영역(120a)으로 분할된다. 상기 제습영역(120b)에서는 공급팬(132)에 의해 공급된 공기의 제습이 이루어지며, 상기 재생영역(120a)에서는 표면에 흡착된 수분을 제거하여 다시 재사용이 가능하도록 재생시킨다.
즉 제습로터(120)는 지속적으로 회전하며 제습영역(120b)에서는 제습을 수행하고, 제습에 의해 발생된 수분은 재생영역(120a)으로 진입하여 송풍팬(152) 및 히터(156)에 의해 건조된다.
또한 제습된 공기는 열교환부(200)를 경유하며 열교환이 이루어지게 됨에 따라 냉각된 상태로 제습대상에 공급될 수 있다.
이때 도시되지는 않았으나, 상기 제습장치의 프레임(10, 도 2 참조)은 제습로터(110)를 분할하도록 구비된 격벽을 포함할 수 있으며, 이에 따라 격벽의 일측에서는 제습이 이루어지고, 다른 일측에서는 재생이 이루어지도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치에 있어서, 열교환부의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 열교환부는 히트파이프(210)와, 열전소자(220)와, 방열판(230)을 포함한다.
상기 히트파이프(210)는 내부에 유체가 유동되는 유동경로가 형성되고, 길이 방향으로 길게 형성된다. 그리고 상기 유체는 상기 히트파이프(210) 내를 유동하여 열전도를 수행하게 된다.
상기 열전소자(220)는 전류가 공급됨에 따라 흡열을 수행하고, 이에 따라 형성되는 냉기를 외부로 방출한다. 본 실시예의 경우, 상기 열전소자(220)의 일면에는 상기 히트파이프(210)의 적어도 일부가 삽입되는 삽입홈(222)이 형성되며, 특히 상기 히트파이프(210)가 복수 개가 구비됨에 따라 상기 열전소자(220)의 삽입홈(222) 역시 복수 개가 평행하게 배치된다.
또한 본 실시예에서 상기 열전소자(220)는 복수 개가 구비되어 일렬로 배치되며, 이에 따라 상기 복수 개의 열전소자(220)에 형성된 삽입홈(222)은 서로 연결되어 상기 히트파이프(210)의 길이에 대응되도록 형성된다.
상기 방열판(230)은 상기 열전소자(220)의 타면에 구비되어 상기 히트파이프(210) 및 상기 열전소자(220)로부터 냉기를 전달받을 수 있으며, 본 실시예의 경우 상기 방열판(230)은 상기 열전소자(220)의 타면에 접촉되는 방열플레이트(232)와, 서로 이격 배치된 복수 개의 방열핀(234)을 포함한다.
이에 따라 상기 히트파이프(210) 및 상기 열전소자(220)의 냉기가 상기 방열핀(234)에 의해 방출되며, 전술한 제습부에 의해 제습된 공기는 상기 방열핀(234) 사이를 통과하며 열교환되어 냉각된다.
이와 같이 본 실시예에서 상기 히트파이프(210), 상기 열전소자(220) 및 상기 방열판(230)은 하나의 단위세트를 구성하며, 상기 열교환부는 하나 이상의 단위세트를 포함할 수 있다. 즉 상기 열교환부는 하나의 단위세트만을 포함할 수도 있으며, 복수 개의 단위세트를 포함할 수도 있다.
본 실시예의 경우 상기 열교환기는 한 쌍의 단위세트를 포함하고, 상기 한 쌍의 단위세트는 서로의 방열판(230) 간이 서로 접촉되도록 대칭적으로 구비되는 것으로 하였다. 즉 각 단위세트의 방열판(230)은 서로의 방열핀(234)이 서로 접촉되는 형태를 가지며, 이에 따라 한 쌍의 단위세트 사이에는 상기 방열핀(234)에 의해 둘러싸인 공기유동경로가 형성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기용 이동형 제습장치에 있어서, 히트파이프(210)의 유체 순환 구조를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서 상기 히트파이프(210)는 복수 개가 구비되며, 상기 열교환부는 상기 복수의 히트파이프(210) 내를 유동하는 유체를 순환시키는 순환파이프(240, 250)를 더 포함한다.
그리고 상기 히트파이프(210)의 일측에는, 상기 복수의 히트파이프(210) 간을 연통시키는 제1연결부재(212)가 구비되며, 상기 히트파이프(210)의 타측에는, 상기 순환파이프(240, 250)와 상기 복수의 히트파이프(210) 간을 연통시키는 제2연결부재(214)가 구비된다.
한편 본 실시예에서 상기 열교환부는 상기 순환파이프(240, 250)의 경로에 구비되어 유체의 흐름을 제어하는 레귤레이터(260)와, 유체를 순환시키는 펌프(270)를 더 포함한다.
따라서 상기 복수의 히트파이프(210)와 상기 순환파이프(240, 250)는 전체적으로 유체가 유동되는 하나의 유동경로를 형성하며, 상기 유체는 순환 과정에 모든 히트파이프(210)를 경유하게 되므로 냉각 효율이 보다 증대될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 항공기용 이동형 제습장치는 냉매를 사용하지 않으면서도 제습 및 냉각된 공기를 공급할 수 있는 장점을 가진다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 항공기 100: 제습장치
110: 프레임 120: 제습로터
120a: 재생영역 120b: 제습영역
122: 모터 130: 제1공기유입구
132: 공급팬 140: 제1공기배출구
150: 제2공기유입구 152: 송풍팬
154: 필터 156: 히터
160: 제2공기배출구 170: 컨트롤러
200: 열교환부 210: 히트파이프
212: 제1연결부재 214: 제2연결부재
220: 열전소자 222: 삽입홈
230: 방열판 232: 방열플레이트
234: 방열핀 240, 250: 순환파이프
260: 레귤레이터 270: 펌프

Claims (9)

  1. 외부공기가 유입되는 제1공기유입구와, 상기 제1공기유입구로 유입된 공기 중의 수분을 흡착시켜 제습을 수행하는 제습로터와, 상기 제습로터에 의해 제습된 공기를 제습대상에 배출하는 제1공기배출구를 포함하는 제습부;
    상기 제습로터에 흡착된 수분을 건조시키는 건조부; 및
    상기 제습로터와 상기 제1공기배출구 사이에 구비되어, 상기 제습로터에 의해 제습된 공기를 열교환에 의해 냉각시키는 열전소자와 히트파이프를 포함하는 열교환부;
    를 포함하며,
    상기 건조부는,
    외부공기가 유입되는 제2공기유입구;
    상기 제2공기유입구로 유입된 공기를 가열하는 히터;
    상기 제2공기유입구로 유입된 공기를 상기 제습로터에 송풍하는 송풍팬; 및
    상기 제습로터를 통과한 공기를 외부로 배출시키는 제2공기배출구;
    를 포함하는 항공기용 이동형 제습장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전소자의 일면에는 상기 히트파이프의 적어도 일부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 항공기용 이동형 제습장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열전소자는 복수 개가 구비되며,
    상기 복수 개의 열전소자에 형성된 삽입홈은 서로 연결되어 상기 히트파이프의 길이에 대응되도록 형성된 항공기용 이동형 제습장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열교환부는,
    상기 열전소자의 타면에 구비되어 상기 히트파이프 및 상기 열전소자로부터 냉기를 전달받는 방열판을 더 포함하는 항공기용 이동형 제습장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방열판은 서로 이격 배치된 복수 개의 방열핀을 포함하며,
    상기 제습부에 의해 제습된 공기는 상기 방열핀 사이를 통과하며 열교환되는 항공기용 이동형 제습장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 히트파이프, 상기 열전소자 및 상기 방열판은 하나의 단위세트를 구성하며,
    상기 열교환부는 한 쌍의 단위세트를 포함하고, 상기 한 쌍의 단위세트는 서로의 방열판 간이 서로 접촉되도록 대칭적으로 구비된 항공기용 이동형 제습장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 히트파이프는 복수 개가 구비되며,
    상기 열교환부는 상기 복수의 히트파이프 내를 유동하는 유체를 순환시키는 순환파이프를 포함하고,
    상기 히트파이프의 일측에는, 상기 복수의 히트파이프 간을 연통시키는 제1연결부재가 구비되며,
    상기 히트파이프의 타측에는, 상기 순환파이프와 상기 복수의 히트파이프 간을 연통시키는 제2연결부재가 구비되는 항공기용 이동형 제습장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열교환부는 상기 순환파이프의 경로에 구비되어 유체의 흐름을 제어하는 레귤레이터를 더 포함하는 항공기용 이동형 제습장치.
  9. 삭제
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